基于SPINLINE3安全级平台下的核仪表系统分析

【摘要】 SPINLINE3是拥有先进的数字化仪表和控制系统平台，并且由RRCN公司专门设计用于实现核电1E仪控设备功能的核安全应用平台。其应用范围包括新一代的NPP和EPR，现在最新版本设计用于更新电站的操作平台，包括WER反应堆型。

【关键词】 核仪表系统 SPINLINE3 平台

一、前言

SPINLINE3是劳斯莱斯公司的工程师和运营商两者之间共同努力协作，共同开发和分享彼此之间的经验，技能和工具下开发的安那天我全级平台。SPINLINE3安全级平台是设计用于力求完美的满足核电站的真实需求的，即保证基于spinline3安全平台的仪控系统是一个安全，可靠，易于维护和操作的基础系统。

二、SPINLINE3的概述

2.1 国内外SPINLINE3的应用

基于40多年的经验，SPINLINE3安全级平台在世界各地已成功安装在超过80个PWR和VVER反应堆。

在中国，SPINLINE3安全级平台技术已经在在建的20台反应堆核仪表系统中得到了使用。对于核仪表系统（RPN）在国内普遍采用SPINLINE3安全级平台搭建，这些电站包括秦山二期、辽宁红沿河、福建宁德和福建福清核电站。

2.2 SPINLINE3的设计特点

SPINLINE3安全平台的设计主要有以下特点：

1）故障安全架构：SPINLINE3如果检测到故障，关联到CPU的输出总是去一个预定义的状态。

2）容错（包括单一故障准则）：SPINLINE3可满足任何冗余的要求。

3）功能多样性：可实施对共因故障保卫系统。

4）功能绝缘：通过避免冗余部件之间的故障传播。

5）确定性：对于所有的处理，相同的输入产生了一个保证的响应时间相同的输出。

6）运行和维护的简易性。运行和维护均采用自我测试，自动定期测试来进行检测。

7）模块化SPINLINE3所有功能实现均能够集成到机柜。

8）可扩展性：SPINLINE3适合各种尺寸的仪控系统。它可以用于高度分布式体系结构。即可用于反应堆保护系统四个通道，又可用于核仪表系统的两个源量程通道、中间量程通道和四个功率量程通道。

三、SPINLINE3安全级平台的介绍

对于SPINLINE3安全级平台来说，如果需要实现1E级设备的主要功能，则需要硬件和软件的配合。下面对于SPINLINE3的硬件和软件进行介绍。

3.1 SPINLINE3的硬件

SPINLINE3硬件由机柜，机架，电路板和布线，这些都是为了适合现场仪控系统和设备的要求来进行设计的。硬件设计，制造都根据核电站的要求和标准来进行。标准机柜符合IEC 60529标准，保护指数IP22，并有资格承受地震的应力。它们的设计配备电源，机架，冷却风扇，输入输出电缆接口，内部布线和显示设备。机柜包括：由铆接部分的框架、侧面板和前后门、最多达5个机架滑轨、配线区、顶部面板的通风口。

3.2 SPINLINE3的软件

SPINLINE3软件是由两个主要部分组成：

1.操作系统软件的应用需求的适应是通过使用CLARISSE系统和软件开发环境的配置工具来执行的。2.应用程序软件是针对每一个项目专门开发的。目的是为了实现了应用功能满足系统的要求。系统软件开发环境（SSDE）用于自动配置系统软件，网络和板卡之间的信息传送。

四、核仪表系统的设计特点

核仪表系统的整个系统是由法国RRCN公司设计和生产，由安装在反应堆压力容器外探测井中的探测器、仪表柜、控制柜、移动测试柜（MTE）、可视化参数修改终端（LDU）及设备组成。在硬件方面，核仪表系统采用的板卡主要为UC25（CPU板）、NERVIA扩展板、ALIM ANA5、32ETOR、16EANA、32ACT、6SANA、8SREL。核信号探测器采集：AIMP5、ACCC4、ACGF6/BN、AHTS4/B。再加上专用板ICTO用于源量程计数率的信号采集。

同时对于核仪表系统来说采用LDU进行参数修改，MTE进行周期试验保证整个系统安全稳定的运行。

在软件方面，核仪表系统对于每个量程均设置不同EEPROM来进行软件的写入和运行。同时对于不同的量程，设置不同的可调参数进行通道的校准试验。对于UC25板卡上的CPU，均有Nervia子板来进行通讯。

表明对于核仪表系统的仪表控制部分采用基于SPINLINE3（反应堆核安全级模块化、数字化软件）的数字化技术平台，这对于保证核电厂安全运行是极为重要的。因为整个SPINLINE3的数字化技术平台采用了IE操作系统软件用于I/O的管理、硬件的自检测试、周期的校准和控制。